基于C/S和B/S模式的地理信息工程實(shí)踐教學(xué)案例庫建設(shè)

劉亞靜 姚紀(jì)明

摘?要：結(jié)合測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科特點(diǎn)，從企業(yè)實(shí)踐、日常生活、科研和互聯(lián)網(wǎng)媒體與教學(xué)的互動(dòng)關(guān)系等方面搜集構(gòu)建案例庫資料，進(jìn)行案例素材的組織、案例庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、案例庫的內(nèi)容描述以及格式結(jié)構(gòu)等方面的研究，構(gòu)建測繪工程專業(yè)學(xué)位研究生的地理信息工程實(shí)踐教學(xué)案例庫，把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)銜接起來，使研究生具有獨(dú)立承擔(dān)地理信息工程技術(shù)或工程管理工作的能力，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和適應(yīng)能力等較高的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：測繪工程；混合體系結(jié)構(gòu)；實(shí)踐教學(xué)；案例庫建設(shè)

隨著研究生招生規(guī)模的不斷擴(kuò)展，測繪工程專業(yè)研究生培養(yǎng)效果較好，與此同時(shí)在培養(yǎng)過程中也暴露出了一些問題，如注重課程學(xué)習(xí)輕實(shí)踐應(yīng)用，研究生的專業(yè)能力培養(yǎng)類型不夠合理，與企業(yè)實(shí)踐結(jié)合不緊密，沒有與學(xué)術(shù)性研究生的培養(yǎng)模式區(qū)分開來，使得人才培養(yǎng)與社會(huì)需求脫節(jié)。根據(jù)專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)要求，學(xué)生要參與企業(yè)的實(shí)踐能力培養(yǎng)，以便畢業(yè)后很快地適應(yīng)企業(yè)的要求，因此從企業(yè)工程實(shí)踐、科研院所的實(shí)際科研項(xiàng)目、教師的科研項(xiàng)目以及網(wǎng)上搜集相關(guān)具有一定的深度與廣度的案例來進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，啟發(fā)式地培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)且獨(dú)立思考和研究問題，培養(yǎng)學(xué)生建立一套在實(shí)際工程項(xiàng)目中分析問題和解決問題的思維方式。

案例教學(xué)是以學(xué)生為主體，以真實(shí)項(xiàng)目為案例，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)入科學(xué)探索和反思的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的參考。案例庫的建立有利于同類課程的不同教師進(jìn)行資源共享，提高了教育資源的利用率；另外案例庫的建立也可以作為課堂案例式教學(xué)、PBL教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)等教學(xué)方法的支持系統(tǒng)，有利于教學(xué)案例的不斷更新。現(xiàn)有研究中在不同學(xué)科不同課程中，有大量的案例庫的建設(shè)成果出現(xiàn)：在20世紀(jì)初，哈佛商學(xué)院提出了建立行政管理相關(guān)課程的案例庫建設(shè)，培養(yǎng)出了許多優(yōu)秀的律師；南加利福尼亞大學(xué)（University?of?Southern?California）信息科學(xué)研究所（ISI）自然語言團(tuán)隊(duì)開發(fā)的SENSUS語言本體共涵蓋電子科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)萬個(gè)概念，建立了模擬作戰(zhàn)系統(tǒng)的案例庫，對作戰(zhàn)模擬應(yīng)用案例進(jìn)行了高效的管理。全國各大高校也編寫了不少教學(xué)案例，例如，北京大學(xué)光華管理學(xué)院建立了企業(yè)管理教學(xué)案例庫；西南林業(yè)大學(xué)建立了森林滅火教學(xué)案例庫，等等。國內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行案例庫建設(shè)取得了一定的成果，但是仍然存在一些問題。首先，案例啟發(fā)性不強(qiáng)，案例教學(xué)主要作用是通過案例的討論啟發(fā)學(xué)生對于課程目標(biāo)中知識(shí)點(diǎn)的掌握，要求每個(gè)案例要能夠?qū)W(xué)生的思維有一定的啟發(fā)性；其次，案例典型性不強(qiáng)，案例教學(xué)主要是由任課教師來編寫，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不如現(xiàn)場企業(yè)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，因此案例的代表性不足；最后，案例的時(shí)效性差，相對于企業(yè)的工程實(shí)踐，學(xué)校教學(xué)編寫的案例庫相對存在滯后性。縱觀國內(nèi)外參考文獻(xiàn)，專門針對測繪工程專業(yè)地理工程實(shí)踐課程進(jìn)行研究生實(shí)踐教學(xué)能力培養(yǎng)的案例庫建設(shè)沒有相關(guān)的研究。

一、地理信息工程實(shí)踐課程的特點(diǎn)

地理信息工程實(shí)踐課程主要培養(yǎng)測繪工程專業(yè)研究生的地圖制圖、應(yīng)用模型分析以及C/S和B/S模式的地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)研究的獲取知識(shí)、解決實(shí)際工程項(xiàng)目的能力。課程主要具有以下幾方面的特點(diǎn)：

（一）綜合性強(qiáng)

地理信息工程實(shí)踐課程融合了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，而且內(nèi)容更新速度快。該課程的前修課程包括：基礎(chǔ)地理學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS原理與應(yīng)用、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、GIS軟件應(yīng)用等課程，每門課程知識(shí)點(diǎn)眾多，在該門課程中的實(shí)踐環(huán)節(jié)要涉及前修課程的若干知識(shí)點(diǎn)，涉及若干個(gè)技術(shù)和方法，所以綜合性非常強(qiáng)。

（二）實(shí)踐性強(qiáng)

地理信息工程實(shí)踐包括地圖制圖、桌面版程序設(shè)計(jì)與開發(fā)、WebGIS程序設(shè)計(jì)與開發(fā)以及移動(dòng)GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)等幾個(gè)層次的實(shí)踐操作知識(shí)，學(xué)生只有通過實(shí)際操作才能掌握繪圖、加工、分析和表達(dá)空間信息的實(shí)踐能力，注重學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和專業(yè)操作技能的培養(yǎng)，讓學(xué)生在實(shí)際操作的過程中加深對專業(yè)知識(shí)的理解。

（三）應(yīng)用多樣性

地理信息工程應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，針對不同領(lǐng)域，具有不同地理信息工程功能體現(xiàn)，如城市基礎(chǔ)設(shè)施管理、資源保護(hù)和管理系統(tǒng)、土地利用規(guī)劃系統(tǒng)、地籍信息系統(tǒng)。不同類型的用戶對于GIS具有不同的復(fù)雜性功能的要求。

（四）團(tuán)隊(duì)合作的重要性

每個(gè)地理信息工程實(shí)踐內(nèi)容多，涉及的專業(yè)技術(shù)多，通過單兵作戰(zhàn)來完成是不可能的，必須要有一個(gè)強(qiáng)有力的團(tuán)隊(duì)。

二、系統(tǒng)總體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)測繪工程專業(yè)碩士地理信息工程實(shí)踐課程的特點(diǎn)以及教學(xué)的實(shí)際需求，確定在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上建立課程案例庫管理信息系統(tǒng)。整個(gè)案例庫系統(tǒng)采用C/S和B/S混合模式：學(xué)院內(nèi)部局域網(wǎng)采用C/S體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)案例庫中案例的管理，Web服務(wù)器上采用B/S體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序，使用戶可通過Web界面進(jìn)行案例的在線查詢與更新等操作。案例數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)與案例管理有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，Web服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)用戶訪問數(shù)據(jù)庫的接口，是Web應(yīng)用程序的執(zhí)行平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

三、案例庫模型設(shè)計(jì)

（一）案例庫的概念模型設(shè)計(jì)

在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過到企業(yè)調(diào)研，查閱網(wǎng)站、書籍、報(bào)紙、期刊等資源，收集測繪工程相關(guān)專業(yè)教師科研項(xiàng)目素材，進(jìn)行有關(guān)資料信息的收集，經(jīng)過反復(fù)編輯整理，建立教學(xué)案例庫概念模型，對案例進(jìn)行分類：如以地圖制圖實(shí)現(xiàn)GIS軟件應(yīng)用式案例，以組件式開發(fā)為主的C/S模式開發(fā)案例，以WebGIS開發(fā)為主的B/S模式的開發(fā)案例，以移動(dòng)APP為主的移動(dòng)GIS開發(fā)案例。將案例涉及的背景問題、主題和思路等進(jìn)行梳理寫出的規(guī)范的案例，對案例的來源、理論和技術(shù)基礎(chǔ)以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行描述。

（二）案例庫內(nèi)容、格式描述以及邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，教學(xué)案例的內(nèi)容主要從測繪儀器操作、地理信息軟件操作、專題地理信息系統(tǒng)開發(fā)、遙感圖像處理等方面案例內(nèi)容進(jìn)行描述，且進(jìn)行案例庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對不同格式的案例進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、表達(dá)和存儲(chǔ)。尤其是對于單一案例、一題多解以及綜合案例進(jìn)行內(nèi)容、格式的設(shè)計(jì)。

（三）案例庫的動(dòng)態(tài)管理模式研究

案例庫構(gòu)建的主要問題首先是如何對案例庫進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，保證案例能隨著GIS技術(shù)更新、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更新、法律法規(guī)的變化而及時(shí)更新調(diào)整，建立長效案例采集基地，保障案例庫案例來源的穩(wěn)定性和時(shí)效性。其次，建立科學(xué)合理的案例庫使用、管理辦法，使得案例能夠得到高效充分的利用。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）C/S?模式的實(shí)現(xiàn)

客戶端應(yīng)用程序?yàn)橛脩籼峁┝嗽L問服務(wù)器數(shù)據(jù)的友好界面，服務(wù)器實(shí)現(xiàn)大部分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)并向客戶提供服務(wù)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理服務(wù)。該部分具體實(shí)現(xiàn)為：客戶端訪問數(shù)據(jù)時(shí)，連接到應(yīng)用服務(wù)器，并向其發(fā)出請求。應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)預(yù)定的規(guī)則來訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的操作，完成用戶的請求，最后將結(jié)果送回給用戶，如圖2所示。

筆者在案例庫案例查詢實(shí)現(xiàn)時(shí)，首先由用戶在客戶端輸入案例的主要內(nèi)容或者關(guān)鍵字信息，然后客戶端向應(yīng)用程序案例庫查詢的請求，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)預(yù)定的規(guī)則判斷案例庫的關(guān)鍵字是否合理等，當(dāng)查詢操作完成（成功或失敗）后，通過應(yīng)用服務(wù)器，將操作結(jié)果返回給客戶端用戶，完成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)訪問流程。

（二）B/S模式的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的B/S部分結(jié)構(gòu)，與系統(tǒng)C/S部分進(jìn)行明確的分割，使其在邏輯上獨(dú)立，并且單獨(dú)加以實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)分為3層，分別是數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和表示層。該模式采用ASP.NET技術(shù)，利用面向?qū)ο蟮恼Z言Visual?C#進(jìn)行后臺(tái)開發(fā)。ASP.NET是一種創(chuàng)建Web動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的強(qiáng)大的服務(wù)器端的新技術(shù)，它可為萬維網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)或?yàn)槠髽I(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的可進(jìn)行交互的頁面，其采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來構(gòu)建動(dòng)態(tài)Web應(yīng)用管理程序。B/S模式結(jié)構(gòu)與訪問流程，如圖3所示。實(shí)現(xiàn)過程為：瀏覽器請求訪問一個(gè)帶*.aspx擴(kuò)展名的文件時(shí)，Web服務(wù)器運(yùn)行相應(yīng)的ASPX程序，該程序中調(diào)用的ADO對象連接到數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的查詢、修改等功能，最后Web服務(wù)器將執(zhí)行結(jié)果以HTML格式返回給瀏覽器。通過在Web服務(wù)器端編制相應(yīng)的ASPX應(yīng)用程序，用戶就可以通過瀏覽器與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，功能實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

五、結(jié)論

在為期半年的教學(xué)實(shí)施過程中，研究生在實(shí)際項(xiàng)目中得到了較大的能力提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)以下轉(zhuǎn)變。

（1）實(shí)現(xiàn)授課環(huán)境從單純課內(nèi)教學(xué)向課外與課內(nèi)相結(jié)合轉(zhuǎn)變：通過課前任務(wù)和課后思考題的形式，引導(dǎo)研究生課后自主學(xué)習(xí)，部分內(nèi)容留作課后自我學(xué)習(xí)。

（2）實(shí)現(xiàn)授課形式以教師的教為主，向以教師與學(xué)生共同討論為主轉(zhuǎn)變：課上講解自己對案例的理解和認(rèn)識(shí)、課上討論、小組答辯，教師給學(xué)生講解內(nèi)容的點(diǎn)評和總結(jié)。學(xué)生以團(tuán)隊(duì)協(xié)助完成層次的遞進(jìn)式的項(xiàng)目案例，使學(xué)生的閱讀文獻(xiàn)能力、知識(shí)梳理能力、溝通能力和表達(dá)能力得到了提升，由淺入深，逐步遞進(jìn)的方式來學(xué)習(xí)知識(shí)和鍛煉能力。

（3）實(shí)現(xiàn)考核從注重學(xué)習(xí)的結(jié)果向結(jié)果與過程相結(jié)合轉(zhuǎn)變：通過小組做報(bào)告、小組之間質(zhì)疑和小組討論等方式來進(jìn)行課堂的組織，注重學(xué)生綜合能力的評價(jià)，加大過程成績的比重。

參考文獻(xiàn)：

［1］張書畢，高井祥，張文淵.面向企業(yè)需求的測繪工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式探究［J］.教育教學(xué)論壇，2018（43）：2627.

［2］盧霞，焦明連，周立，等.全日制專業(yè)學(xué)位研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與實(shí)踐能力培養(yǎng)［J］.教育教學(xué)論壇，2018（44）：1719.

［3］劉雪，趙朋.教育碩士專業(yè)學(xué)位研究生案例教學(xué)探討［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)），2014，05：174176.

［4］張學(xué)敏，侯佛鋼.全日制教育碩士研究生案例教學(xué)的橋梁作用［J］.學(xué)位與研究生教育，2016，08：4347.

［5］孫軍偉，黃春.建設(shè)研究生課程案例庫，保障高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)［J］.中國電力教育，2016，01：7881.

［6］劉天森，王佳遇，邢新朋.產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人平臺(tái)驅(qū)動(dòng)下高校課程思政案例庫建設(shè)與自適應(yīng)研究［J］.黑龍江教師發(fā)展學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，42（05）：5053.

［7］殷強(qiáng)，孫愛淑.專業(yè)學(xué)位案例庫建設(shè)的激勵(lì)機(jī)制研究［J］.對外經(jīng)貿(mào)，2023（02）：150152.

［8］張新平.教育專業(yè)學(xué)位案例庫建設(shè)的中國探索［J］.教育學(xué)報(bào)，2023，19（01）：6774.

［9］邢立峰，劉景濤，蘇娜.OBE理念下數(shù)據(jù)庫技術(shù)課程案例庫建設(shè)與實(shí)踐研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)機(jī)，2023（01）：101104.

［10］孫婧，劉宏波，郭濤，等.土木工程防火材料課程案例庫建設(shè)研究［J］.科教文匯，2022（23）：8184.

［11］王慧娟，李建義，劉雪麗.基于分段式教學(xué)的人工智能專業(yè)課程群案例庫建設(shè)研究［J］.北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，32（03）：2628.

基金項(xiàng)目：河北省專業(yè)學(xué)位案例庫建設(shè)項(xiàng)目（KCJSZ?2021061），河北省教育廳研究生案例庫建設(shè)項(xiàng)目基金支持

作者簡介：劉亞靜（1977—?），女，漢族，博士，教授，研究方向：專題地理信息工程。